(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線中継通信ネットワークにおける管理デバイスにおいて、該管理デバイスの支配下にある複数のセルのネットワークトポロジを再構築するための方法であって、該複数のセルの該ネットワークトポロジが該複数のセルのトラフィック関連の情報に従って再構築され、該方法が、
ａ．該複数のセルの中の各セルの該トラフィック関連の情報をそれぞれ取得するステップと、
ｂ．該複数のセルの中の少なくとも１つのセルの該トラフィック関連の情報が予め定義された条件を満たすかどうかを判定するステップと、及び
ｃ．該複数のセルの中の少なくとも１つのセルの該トラフィック関連の情報が該予め定義された条件を満たす場合、該ネットワークトポロジを再構築することにより該複数のセルの間で負荷分散を実行するステップとを含み、各セルの該トラフィック関連の情報は、予め定義された時間内に該セルにおいてトラフィックデータによって使用される時間−周波数リソース関連の量を含み、
ｃ１．該複数のセルの中の少なくとも１つのセルの該トラフィック関連の情報が該予め定義された条件を満たす場合、該ネットワークトポロジの再構築に関与する該少なくとも１つのセル及びその隣接セルの、予め定義された時間内に該トラフィックデータによって使用される該時間−周波数リソース関連の量の平均二乗偏差を最小化する基準で、該少なくとも１つのセルのそれぞれにおける少なくとも１つの中継局、又は少なくとも１つの中継局及び少なくとも１つの移動局を隣接セルにハンドオーバーすることを決定するステップと、
ｃ３．該少なくとも１つのセルのそれぞれにおける少なくとも１つの中継局、又は少なくとも１つの中継局及び少なくとも１つの移動局にハンドオーバー操作を実行する旨をそれぞれ通知するステップ、又はハンドオーバー制御デバイスの支配下にある少なくとも１つの中継局、又は少なくとも１つの中継局及び少なくとも１つの移動局にハンドオーバー操作を実行するよう指示する旨を、該少なくとも１つのセルのそれぞれが属する該ハンドオーバー制御デバイスに通知するステップであって、各通知が、各中継局又は移動局がハンドオーバーされる該隣接セルのハンドオーバー関連の情報を含む、ステップとを含む、方法。
【請求項２】
請求項１記載の方法において、該予め定義された条件が、該時間−周波数リソース関連の量が第１の予め定義された閾値を超えるかどうかからなる、方法。
【請求項３】
請求項２記載の方法において、該ステップｃ１が
ｃ１１．該予め定義された時間内に該トラフィックデータによって使用される時間−周波数リソース関連の量が該第１の予め定義された閾値を超える１つ以上のセルのそれぞれについて、該予め定義された時間内にその１つ以上の隣接セルの該トラフィックデータによって使用される時間−周波数リソース関連の量の合計を計算するステップであって、該１つ以上の隣接セルのそれぞれは、該予め定義された時間内に該トラフィックデータによって使用される時間−周波数リソース関連の量が該第１の予め定義された閾値以下である、ステップ、
ｃ１２．その該１つ以上の隣接セルの該トラフィックデータによって使用される該時間−周波数リソース関連の量の合計が最小のセルｉについて、
【数１】
0005599396.tif 000011
を最低限に抑えるために、該セルｉにおける少なくとも１つの端部中継局、又は少なくとも１つの端部中継局及び少なくとも１つの移動局をその該１つ以上の隣接セルにハンドオーバーすることを決定するステップであって、
式中、Ｓが、該予め定義された時間内にそのトラフィックデータによって使用される時間−周波数リソース関連の量が該第１の予め定義された閾値以下であるセルｉ及びセルｉの少なくとも１つの隣接セルからなるセットであり、ＮＢＬｊが、少なくとも１つの端部中継局、又は少なくとも１つの端部中継局及び少なくとも１つの移動局がセルｉからその隣接セルにハンドオーバーされると仮定して、ネットワークトポロジ下で再計算されるセットＳ内のセルｊの該トラフィックデータによって予め定義された時間内に使用される該時間−周波数リソース関連の量であり、ＢＬｍが、セットＳ内の全てのセルの該トラフィックデータによって該予め定義された時間内に使用される該時間−周波数リソース関連の量の平均値である、ステップ、
該複数のセルの中の各セルの該トラフィックデータによって該予め定義された時間内に使用される該時間−周波数リソース関連の量が該第１の予め定義された閾値以下になるまで、ステップｃ１１及びステップｃ１２を繰り返し実行するステップを備える方法。
【請求項４】
請求項２記載の方法において、各セルの該トラフィックデータによって該予め定義された時間内に使用される該時間−周波数リソース関連の量が、
全てのタイプのアップリンク及び／又はダウンリンクトラフィックデータによって使用される時間−周波数リソースの量の合計、
全てのタイプのアップリンク及び／又はダウンリンクトラフィックデータによって使用される時間−周波数リソースの量の該合計の、そのセルにおける全ての該時間−周波数リソースの量に対する比率、
全てのタイプのアップリンク及び／又はダウンリンクトラフィックデータによって使用される該時間−周波数リソースの量の加重合計、
全てのタイプのアップリンク及び／又はダウンリンクトラフィックデータによって使用される該時間−周波数リソースの量の該加重合計の、そのセルにおける全ての該時間−周波数リソースの量に対する比率のうちの任意の１つ又はいくつかの項目の組み合わせからなる方法。
【請求項５】
請求項４記載の方法において、全てのタイプのアップリンク及び／又はダウンリンクトラフィックデータによって使用される該時間−周波数リソースの量の該加重合計が、該トラフィックタイプによる全てのタイプのアップリンク及び／又はダウンリンクトラフィックデータによって使用される該時間−周波数リソースの量の該加重合計からなる、方法。
【請求項６】
無線中継通信ネットワークの基地局及び管理デバイスを含むシステムにおいて、該管理デバイスがネットワークトポロジを再構築するのを補助する方法であって、
Ａ．該基地局の支配下にある１つ又は複数のセルのトラフィック関連の情報を取得するステップと、
Ｂ．該トラフィック関連の情報を該管理デバイスに通知するステップと、
ｂ．該複数のセルの中の少なくとも１つのセルの該トラフィック関連の情報が予め定義された条件を満たすか否かを判定するステップと、
ｃ．該複数のセルの中の少なくとも１つのセルの該トラフィック関連の情報が該予め定義された条件を満たす場合、該ネットワークトポロジを再構築することにより該複数のセルの間で負荷分散を実行するステップとを含み、各セルの該トラフィック関連の情報は、予め定義された時間内に該セルにおいてトラフィックデータによって使用される時間−周波数リソース関連の量を含み、
ｃ１．該複数のセルの中の少なくとも１つのセルの該トラフィック関連の情報が該予め定義された条件を満たす場合、該ネットワークトポロジの再構築に関与する該少なくとも１つのセル及びその隣接セルの、予め定義された時間内に該トラフィックデータによって使用される該時間−周波数リソース関連の量の平均二乗偏差を最小化する基準で、該少なくとも１つのセルのそれぞれにおける少なくとも１つの中継局、又は少なくとも１つの中継局及び少なくとも１つの移動局を隣接セルにハンドオーバーすることを決定するステップと、
ｃ３．該少なくとも１つのセルのそれぞれにおける少なくとも１つの中継局、又は少なくとも１つの中継局及び少なくとも１つの移動局にハンドオーバー操作を実行する旨をそれぞれ通知するステップ、又はハンドオーバー制御デバイスの支配下にある少なくとも１つの中継局、又は少なくとも１つの中継局及び少なくとも１つの移動局にハンドオーバー操作を実行するよう指示する旨を、該少なくとも１つのセルのそれぞれが属する該ハンドオーバー制御デバイスに通知するステップであって、各通知が、各中継局又は移動局がハンドオーバーされる該隣接セルのハンドオーバー関連の情報を含む、ステップとを含む方法。
【請求項７】
無線中継通信ネットワークのハンドオーバー制御デバイスにおいて、請求項１に記載の方法に従って管理デバイスがネットワークトポロジを再構築するのを補助するための方法であって、
ｉ．該ハンドオーバー制御デバイスの支配下にある少なくとも１つの中継局、又は少なくとも１つの中継局及び少なくとも１つの移動局にハンドオーバー操作を実行するよう指示する旨を該ハンドオーバー制御デバイスに通知するためのハンドオーバー通知を該管理デバイスから受信するステップであって、該通知が、各中継局又は移動局がハンドオーバーされる隣接セルのハンドオーバー関連の情報を備える、ステップと、
ｉｉ．該ハンドオーバー通知に従って、該少なくとも１つの中継局、又は少なくとも１つの中継局及び少なくとも１つの移動局にハンドオーバー操作を実行する旨をそれぞれ通知するステップを備える方法。
【請求項８】
無線中継通信ネットワークの中継局において、請求項１に記載の方法に従って管理デバイスがネットワークトポロジを再構築するのを補助するための方法であって、
Ｉ．管理デバイス又は該中継局が属するハンドオーバー制御デバイスからハンドオーバー通知を受信するステップであって、該ハンドオーバー通知が、該中継局がハンドオーバーされる隣接セルのハンドオーバー関連の情報を備える、ステップ、
ＩＩ．該ハンドオーバー通知に従って、少なくとも１つの中継局、又は少なくとも１つの中継局及び少なくとも１つの移動局の該ハンドオーバー操作を実行するステップを備える方法。
【請求項９】
無線中継通信ネットワークにおける管理デバイスにおいて、該管理デバイスの支配下にある複数のセルのネットワークトポロジを再構築するための管理装置であって、該複数のセルの該ネットワークトポロジが該複数のセルのトラフィック関連の情報に従って再構築され、該管理デバイスが、
該複数のセルの中の各セルの該トラフィック関連の情報をそれぞれ取得するための第１の取得手段と、
該複数のセルの中の少なくとも１つのセルの該トラフィック関連の情報が予め定義された条件を満たすかどうかを判定するための判定手段と、
該複数のセルの中の少なくとも１つのセルの該トラフィック関連の情報が該予め定義された条件を満たす場合、該ネットワークトポロジを再構築するための再構築手段とを備え、各セルの該トラフィック関連の情報は、予め定義された時間内に該セルにおいてトラフィックデータによって使用される時間−周波数リソース関連の量を含み、
該複数のセルの中の少なくとも１つのセルの該トラフィック関連の情報が該予め定義された条件を満たす場合、該管理デバイスが、該ネットワークトポロジの再構築に関与する該少なくとも１つのセル及びその隣接セルの、予め定義された時間内に該トラフィックデータによって使用される該時間−周波数リソース関連の量の平均二乗偏差を最小化する基準で、該少なくとも１つのセルのそれぞれにおける少なくとも１つの中継局、又は少なくとも１つの中継局及び少なくとも１つの移動局を隣接セルにハンドオーバーすることを決定するように構成され、
該管理デバイスは、さらに、該少なくとも１つのセルのそれぞれにおける少なくとも１つの中継局、又は少なくとも１つの中継局及び少なくとも１つの移動局にハンドオーバー操作を実行する旨をそれぞれ通知するように構成され、又はハンドオーバー制御デバイスの支配下にある少なくとも１つの中継局、又は少なくとも１つの中継局及び少なくとも１つの移動局にハンドオーバー操作を実行するよう指示する旨を、該少なくとも１つのセルのそれぞれが属する該ハンドオーバー制御デバイスに通知するように構成され、各通知が、各中継局又は移動局がハンドオーバーされる該隣接セルのハンドオーバー関連の情報を含む管理装置。
【請求項１０】
無線中継通信ネットワークの基地局及び管理デバイスを含み、管理デバイスがネットワークトポロジを再構築するのを補助するシステムであって、
該基地局の支配下にある１つ又は複数のセルのトラフィック関連の情報を取得する取得モジュールと、
該トラフィック関連の情報を該管理デバイスに通知する通知モジュールとを含み、該管理デバイスが、
該複数のセルの中の少なくとも１つのセルの該トラフィック関連の情報が予め定義された条件を満たすか否かを判定する判定モジュールと、
該複数のセルの中の少なくとも１つのセルの該トラフィック関連の情報が該予め定義された条件を満たす場合、該ネットワークトポロジを再構築する再構築モジュールとを含み、各セルの該トラフィック関連の情報は、予め定義された時間内に該セルにおいてトラフィックデータによって使用される時間−周波数リソース関連の量を含み、
該複数のセルの中の少なくとも１つのセルの該トラフィック関連の情報が該予め定義された条件を満たす場合、該管理デバイスが、該ネットワークトポロジの再構築に関与する該少なくとも１つのセル及びその隣接セルの、予め定義された時間内に該トラフィックデータによって使用される該時間−周波数リソース関連の量の平均二乗偏差を最小化する基準で、該少なくとも１つのセルのそれぞれにおける少なくとも１つの中継局、又は少なくとも１つの中継局及び少なくとも１つの移動局を隣接セルにハンドオーバーすることを決定するように構成され、
該管理デバイスが、さらに、該少なくとも１つのセルの各々における少なくとも１つの中継局、又は少なくとも１つの中継局及び少なくとも１つの移動局にハンドオーバー操作を実行する旨をそれぞれ通知するように構成され、又はハンドオーバー制御デバイスの支配下にある少なくとも１つの中継局、又は少なくとも１つの中継局及び少なくとも１つの移動局にハンドオーバー操作を実行するよう指示する旨を、該少なくとも１つのセルのそれぞれが属する該ハンドオーバー制御デバイスに通知するように構成され、各通知が、各中継局又は移動局がハンドオーバーされる該隣接セルのハンドオーバー関連の情報を含むシステム。
【請求項１１】
無線中継通信ネットワークのハンドオーバー制御デバイスにおいて、請求項９に記載の管理デバイスがネットワークトポロジを再構築するのを補助するためのハンドオーバー制御装置であって、
該ハンドオーバー制御デバイスの支配下にある少なくとも１つの中継局、又は少なくとも１つの中継局及び少なくとも１つの移動局にハンドオーバー操作を実行するよう指示する旨を該ハンドオーバー制御デバイスに通知するためのハンドオーバー通知を該管理デバイスから受信するための第２の受信モジュールであって、該通知が、各中継局又は移動局がハンドオーバーされる隣接セルのハンドオーバー関連の情報を含む、第２の受信モジュールと、及び
該ハンドオーバー通知に従って、該少なくとも１つの中継局、又は該少なくとも１つの中継局及び少なくとも１つの移動局にハンドオーバー操作を実行する旨をそれぞれ通知するための第３の通知モジュールを備えたハンドオーバー制御装置。
【請求項１２】
無線中継通信ネットワークの中継局において、請求項９に記載の管理デバイスがネットワークトポロジを再構築するのを補助するための第２の補助装置であって、
該中継局が属するハンドオーバー制御デバイス又は管理デバイスからハンドオーバー通知を受信するための第３の受信モジュールであって、該ハンドオーバー通知が、該中継局がハンドオーバーされる隣接セルのハンドオーバー関連の情報からなる、第３の受信モジュールと、及び
該ハンドオーバー通知に従って、少なくとも１つの中継局、又は少なくとも１つの中継局及び少なくとも１つの移動局のハンドオーバー操作を実行するためのハンドオーバーモジュールとを備えた第２の補助装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線中継通信ネットワークにおける管理デバイス、基地局、及び中継局に関し、詳細には、そのネットワークトポロジを再構築するための方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自己組織化及びマルチホップ中継はＩＥＥＥ８０２．１６ｍの高度なエアインターフェイスの要件における２つの操作要件である。ここに新しい技術的問題、即ち、ＷｉＭＡＸマルチホップ中継ネットワークにおいて自己組織化の機構をどのようにサポートするかという問題が存在する。自己組織化は、２つの側面、即ち自己設定及び自己最適化を含む。
【０００３】
今のところ、いくつかの投稿で非中継無線通信ネットワークにおける自己組織化の解決策が提案されている。しかし、無線中継通信ネットワークにおいて自己組織化を実現する方法には言及されていない。
【０００４】
参考文献１には、干渉状態に従って移動局のハンドオーバーを行うことによって自己最適化を実現することが提案されている。参考文献２及び参考文献３には、自己最適化、即ち負荷分散の概念を達成するために、複数の基地局の重複エリアにおいて移動局の知的なハンドオーバーを制御することによってネットワークトポロジの再構築を実現することが提案されているが、特定の解決策は提案されていない。さらに、この種の方法には、重複のサイズ、及び重複エリアにおけるＭＳの数に依存している、及び良好な負荷分散効果を得ることができないという欠点がある。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｉｅｅｅ８０２．ｏｒｇ／１６／ｔｇｍ／ｃｏｎｔｒｉｂ／Ｃ８０２１６ｍ−０８＿０７５．ｐｐｔ
【非特許文献２】ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｉｅｅｅ８０２．ｏｒｇ／１６／ｔｇｍ／ｃｏｎｔｒｉｂ／Ｓ８０２１６ｍ−０７＿１６９．ｐｄｆ
【非特許文献３】ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｉｅｅｅ８０２．ｏｒｇ／１６／ｔｇｍ／ｃｏｎｔｒｉｂ／Ｃ８０２１６ｍ−０７＿１６９．ｄｏｃ
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
無線中継通信ネットワークにおいて自己組織化、特に自己最適化を実現する方法の従来技術における問題を解決する目的で、バランスのとれたネットワーク負荷により自己最適化を達成するために、本発明において、各セルのトラフィック関連の情報に従ってネットワークトポロジを再構築する解決策が提案されている。あるセルのトラフィック関連の情報は、ネットワークトポロジの再構築に適用可能なトラフィック関連の情報、又はそれだけには限定されないが、そのセルにおいてトラフィックデータによって使用される時間−周波数リソース関連の量、トラフィックデータを送信するための各セルのトラフィック・スループット又は各セルの無線チャネル品質などと呼ばれる負荷関連の情報を含む。
【０００７】
好ましくは、あるセルにおいてトラフィックデータによって使用される時間−周波数リソース関連の量は、それだけには限定されないが、各セルのアップリンク及び／又はダウンリンクトラフィックデータによって使用される時間−周波数リソースの量、或いは各セルのアップリンク及び／又はダウンリンクトラフィックデータによって使用される時間−周波数リソースの量の、そのセルにおける全ての時間−周波数リソースの量に対するパーセント比率、或いは各セルの全てのタイプのアップリンク及び／又はダウンリンクトラフィックデータによって使用される時間−周波数リソースの量の加重合計、或いは各セルの全てのタイプのアップリンク及び／又はダウンリンクトラフィックデータによって使用される時間−周波数リソースの量の加重合計の、そのセルにおける全ての時間−周波数リソースの量に対する比率、或いは上記の任意の複数の項目の組み合わせを含み、その組み合わせは、ネットワークトポロジの再構築に有利な任意の組み合わせモードを含む。
【０００８】
ネットワークトポロジの再構築の方法は、中継局のハンドオーバーによるネットワークトポロジの再構築、中継局のハンドオーバーと移動局のハンドオーバーとの組み合わせによるネットワークトポロジの再構築、又は移動局のハンドオーバーによるネットワークトポロジの再構築を含む。
【０００９】
本発明の第１の態様によれば、無線中継通信ネットワークにおける管理デバイスにおいて、前記管理デバイスの支配下にある複数のセルのネットワークトポロジを再構築するための方法が提供され、前記複数のセルのネットワークトポロジは、前記複数のセルのトラフィック関連の情報に従って再構築される。好ましくは、この方法は、ａ．前記複数のセルの中の各セルのトラフィック関連の情報をそれぞれ取得するステップ、ｂ．前記複数のセルの中の少なくとも１つのセルのトラフィック関連の情報が予め定義された条件を満たすかどうかを判定するステップ、ｃ．前記複数のセルの中の少なくとも１つのセルのトラフィック関連の情報が予め定義された条件を満たす場合、ネットワークトポロジを再構築するステップを備える。
【００１０】
本発明の第２の態様によれば、無線中継通信ネットワークの基地局において、管理デバイスがネットワークトポロジを再構築するのを補助するための方法が提供され、前記方法は、Ａ．前記基地局の支配下にあるセルのトラフィック関連の情報を取得するステップ、Ｂ．前記管理デバイスに前記トラフィック関連の情報を通知するステップを備える。
【００１１】
本発明の第３の態様によれば、無線中継通信ネットワークのハンドオーバー制御デバイスにおいて、管理デバイスがネットワークトポロジを再構築するのを補助するための方法が提供され、前記方法は、ｉ．前記ハンドオーバー制御デバイスの支配下にある少なくとも１つの中継局、又は少なくとも１つの中継局及び少なくとも１つの移動局にハンドオーバー操作を実行するよう指示する旨を前記ハンドオーバー制御デバイスに通知するためのハンドオーバー通知を前記管理デバイスから受信するステップであって、前記通知が、各中継局又は移動局がハンドオーバーされる隣接セルのハンドオーバー関連の情報を備える、ステップ、ｉｉ．前記ハンドオーバー通知に従って、前記少なくとも１つの中継局、又は少なくとも１つの中継局及び少なくとも１つの移動局にハンドオーバー操作を実行する旨をそれぞれ通知するステップを備える。
【００１２】
本発明の第４の態様によれば、無線中継通信ネットワークの中継局において、管理デバイスがネットワークトポロジを再構築するのを補助するための方法が提供され、前記方法は、Ｉ．管理デバイス又は前記中継局が属するハンドオーバー制御デバイスからハンドオーバー通知を受信するステップであって、前記ハンドオーバー通知が、前記中継局がハンドオーバーされる隣接セルのハンドオーバー関連の情報を備える、ステップ、ＩＩ．前記ハンドオーバー通知に従って、ハンドオーバー操作を実行するステップを備える。
【００１３】
本発明の第５の態様によれば、無線中継通信ネットワークにおける管理デバイスにおいて、前記管理デバイスの支配下にある複数のセルのネットワークトポロジを再構築するための管理装置が提供され、前記複数のセルのネットワークトポロジは、前記複数のセルのトラフィック関連の情報に従って再構築される。好ましくは、管理装置は、前記複数のセルの中の各セルのトラフィック関連の情報をそれぞれ取得するための第１の取得手段、前記複数のセルの中の少なくとも１つのセルのトラフィック関連の情報が予め定義された条件を満たすかどうかを判定するための判定手段、前記複数のセルの中の少なくとも１つのセルのトラフィック関連の情報が予め定義された条件を満たす場合、ネットワークトポロジを再構築するための再構築手段を備える。
【００１４】
本発明の第６の態様によれば、無線中継通信ネットワークの基地局において、管理デバイスがネットワークトポロジを再構築するのを補助するための第１の補助装置が提供され、この装置は、前記基地局の支配下にあるセルのトラフィック関連の情報を取得するための第２の取得手段、前記管理デバイスに前記トラフィック関連の情報を通知するための第２の通知手段を備える。
【００１５】
本発明の第７の態様によれば、無線中継通信ネットワークのハンドオーバー制御デバイスにおいて、管理デバイスがネットワークトポロジを再構築するのを補助するためのハンドオーバー制御装置が提供され、この装置は、前記ハンドオーバー制御デバイスの支配下にある少なくとも１つの中継局、又は少なくとも１つの中継局及び少なくとも１つの移動局にハンドオーバー操作を実行するよう指示する旨を前記ハンドオーバー制御デバイスに通知するためのハンドオーバー通知を前記管理デバイスから受信するための第２の受信手段であって、前記通知が、各中継局又は移動局がハンドオーバーされる隣接セルのハンドオーバー関連の情報を備える、第２の受信手段、前記ハンドオーバー通知に従って、前記少なくとも１つの中継局、又は前記少なくとも１つの中継局及び少なくとも１つの移動局にハンドオーバー操作を実行する旨をそれぞれ通知するための第３の通知手段を備える。
【００１６】
本発明の第８の態様によれば、無線中継通信ネットワークの中継局において、管理デバイスがネットワークトポロジを再構築するのを補助するための第２の補助装置が提供され、この装置は、管理デバイス又は前記中継局が属するハンドオーバー制御デバイスからハンドオーバー通知を受信するための第３の受信手段であって、前記ハンドオーバー通知が、前記中継局がハンドオーバーされる隣接セルのハンドオーバー関連の情報を備える、第３の受信手段、前記ハンドオーバー通知に従ってハンドオーバー操作を実行するためのハンドオーバー手段を備える。
【００１７】
本発明における解決策は、複数のセル間の負荷分散を達成するために、複数のセルのトラフィック関連の情報に従ってネットワークトポロジの再構築を実現し、従ってネットワーク容量及びサービス品質を効果的に向上させることができ、無線中継通信ネットワークを予測できないトラフィック分配のエリアに適用することができる。また、本発明におけるネットワークトポロジ再構築機能は、ネットワークプランニング及びネットワーク管理を簡略化することができ、従って、ネットワーク配置費、並びに保守及び管理費を節約することができる。
【００１８】
非制限の実施形態の以下の詳細な説明を参照すると、本発明の他の特徴、目的、及び利点がより明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態によるＷｉＭＡＸ無線マルチホップ中継通信ネットワークのネットワーク自己組織化構造を示す略図である。
【図２】本発明の一実施形態による、無線中継通信ネットワークにおける管理デバイスにおいて、その支配下にある各セルのトラフィック関連の情報に従ってネットワークトポロジを再構築するための方法のフロー図である。
【図３】図２に示すステップＳ２３の好ましいサブステップのフロー図である。
【図４】本発明の一実施形態によるネットワークトポロジの再構築を示す略図である。
【図５】本発明の一実施形態による基地局ＢＳｉをルートノードとするネットワークトポロジツリーを示す略図である。
【図６】図３に示すステップＳ３１の好ましいサブステップのフロー図である。
【図７】本発明の一実施形態によるセルごとにネットワークトポロジツリーを構築するフロー図である。
【図８】本発明の一実施形態によるネットワークトポロジの再構築を示す略図である。
【図９】本発明の一実施形態による、無線中継通信ネットワークにおける管理デバイスにおいて、管理デバイスの支配下にある複数のセルのネットワークトポロジを再構築するための管理装置９０の好ましい構造を示すブロック図である。
【図１０】本発明の一実施形態による、無線中継通信ネットワークの基地局において、管理デバイスがネットワークトポロジを再構築するのを補助するための第１の補助装置１００を示すブロック図である。
【図１１】本発明の一実施形態による、無線中継通信ネットワークのハンドオーバー制御デバイスにおいて、管理デバイスがネットワークトポロジを再構築するのを補助するためのハンドオーバー制御装置１１０を示すブロック図である。
【図１２】本発明の一実施形態による、無線中継通信ネットワークの中継局において、管理デバイスがネットワークトポロジを再構築するのを補助するための第２の補助装置１２０を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図中、同じ又は類似の参照番号は、同じ又は類似のステップ又は手段（モジュール）を指す。
【００２１】
本発明の実施形態の詳細な説明を、図面との関連で以下に示す。
【００２２】
ネットワークトポロジの再構築はネットワークの自己組織化の機能のうちの１つである。図１は、本発明の一実施形態によるＷｉＭＡＸ無線マルチホップ中継通信ネットワークのネットワーク自己組織化構造の略図を示す。図１に示すように、ネットワークトポロジの再構築の中核の機能は要素管理システム（ＥＭＳ）における管理デバイスによって実行される。管理デバイス、基地局、及び中継局は、ネットワークトポロジの再構築の自己組織化ユニットである。管理デバイスはネットワークトポロジを定期的に又は不規則に再構築することができ、時間間隔はネットワーク管理者によって設定される。３Ｇ無線中継通信ネットワークなど、いくつかの他の無線通信システムにおいて、要素管理システムと基地局との間に無線ネットワークコントローラ（ＲＮＣ）又は基地局コントローラ（ＢＳＣ）が存在する。ＥＭＳは少なくとも１つのＲＮＣ又はＢＳＣを支配し、各ＲＮＣ又はＢＳＣは少なくとも１つの基地局を支配する。
【００２３】
ネットワークトポロジの再構築の意味は、中継局と基地局との間の関係、又は移動局と基地局又は中継局との間の関係を変更することである。具体的には、ネットワークトポロジの再構築は、中継局のハンドオーバー、中継局のハンドオーバーと移動局のハンドオーバーとの組み合わせ、又は移動局のみのハンドオーバーによって実現することができる。ネットワークトポロジの再構築は、無線中継通信ネットワーク全体について、又は再構築エリアと呼ぶことができる無線中継通信ネットワークの一部について実行することができる。実現の複雑さを低減するために、大規模な無線中継通信ネットワークを複数の再構築エリアに分割することができる。
【００２４】
好ましくは、トラフィック関連の情報は、アップリンクトラフィック関連の情報、及び／又はダウンリンクトラフィック関連の情報を含み、管理デバイスは、アップリンクトラフィック関連の情報に従って、ダウンリンクトラフィック関連の情報に従って、又はアップリンクトラフィック関連の情報とダウンリンクトラフィック関連の情報との組み合わせに従ってネットワークトポロジを再構築することができる。
【００２５】
いくつかの無線中継通信ネットワークにおいて、中継局をアクティブＲＳ及びパッシブＲＳに分類することができる。アクティブＲＳは隣接セルにおける基地局又は中継局と通信することができるものを示す。パッシブＲＳはセルによって永続的に支配されるものを示し、隣接セルにおける基地局又は中継局と通信することはできない、又は隣接セルにおける基地局又は中継局と通信しないものとして配置される。この開示において、例外を明記しない限り、関連の中継局は全て、アクティブＲＳ、即ちネットワークトポロジの再構築に参加することができるものを示す。無線中継通信ネットワークにおいて、管理デバイスは、その支配下にある各セルのトラフィック関連の情報に従ってネットワークトポロジを再構築する。管理デバイスは、トラフィックデータを送信するための各セルの無線チャネルの品質との組み合わせで、その支配下にある各セルのトラフィック関連の情報に基づいてネットワークトポロジを再構築することもできる。
【００２６】
管理デバイスにおいて、管理デバイスの支配下にある各セルのトラフィック関連の情報に従ってネットワークトポロジを再構築するための方法について以下で詳しく説明する。
【００２７】
図２は、本発明の一実施形態による、無線中継通信ネットワークにおける管理デバイスにおいて、その支配下にある各セルのトラフィック関連の情報に従ってネットワークトポロジを再構築するための方法のフロー図を示す。
【００２８】
まず、ステップＳ２１において、管理デバイスは、管理デバイスの支配下にある複数のセルのそれぞれのトラフィック関連の情報をそれぞれ取得する。
【００２９】
あるセルのトラフィック関連の情報は、ネットワークトポロジの再構築に適用可能なトラフィック関連の情報、又はそれだけには限定されないが、そのセルにおいてトラフィックデータによって使用される時間−周波数リソース関連の量、トラフィックデータを送信するための各セルのトラフィック・スループット又は各セルの無線チャネル品質などと呼ばれる負荷関連の情報を含む。
【００３０】
好ましくは、あるセルにおいてトラフィックデータによって使用される時間−周波数リソース関連の量は、それだけには限定されないが、各セルの全てのタイプのアップリンク及び／又はダウンリンクトラフィックデータによって使用される時間−周波数リソースの量、或いは各セルの全てのタイプのアップリンク及び／又はダウンリンクトラフィックデータによって使用される時間−周波数リソースの量の、そのセルにおける全ての時間−周波数リソースの量に対するパーセント比率、或いは各セルの全てのタイプのアップリンク及び／又はダウンリンクトラフィックデータによって使用される時間−周波数リソースの量の加重合計、或いは各セルの全てのタイプのアップリンク及び／又はダウンリンクトラフィックデータによって使用される時間−周波数リソースの量の加重合計の、そのセルにおける全ての時間−周波数リソースの量に対する比率、或いは上記の任意の複数の項目の組み合わせを含み、その組み合わせはネットワークトポロジの再構築に有利な任意の組み合わせモードを含む。好ましくは、全てのタイプのアップリンク及び／又はダウンリンクトラフィックデータによって使用される時間−周波数リソースの量の加重合計は、トラフィックタイプに従って加重される全てのタイプのアップリンク及び／又はダウンリンクトラフィックデータによって使用される時間−周波数リソースの量の合計を含む。
【００３１】
各セルの全てのタイプのアップリンク及び／又はダウンリンクトラフィックデータによって使用される時間−周波数リソースの量をトラフィック関連の情報の例にとり、無線中継通信ネットワークについて具体的に説明する。あるセルの全てのタイプのアップリンク及び／又はダウンリンクトラフィックデータによって使用される時間−周波数リソースの量は、基地局と、基地局と直接通信する移動局との間のアクセスリンクによって運ばれるトラフィックデータによって使用される時間−周波数リソースの量、基地局と中継局との間の中継リンクによって運ばれるトラフィックデータによって使用される時間−周波数リソースの量、及びある中継局と別の中継局との間の中継リンクによって運ばれるトラフィックデータによって使用される時間−周波数リソースの量、中継局と移動局との間のアクセスリンクによって運ばれるトラフィックデータによって使用される時間−周波数リソースの量の合計を含む。
【００３２】
時間−周波数リソースの割り振りが基地局によって全体的に制御される場合、好ましくは、管理デバイスは各セルの基地局から各セルのトラフィック関連の情報を直接取得することができる。
【００３３】
中継局が基地局によって支配される他の中継局又は移動局と通信するように、基地局が時間−周波数リソースの一部をその中継局に割り振り、その中継局が独自で時間−周波数リソースの前記一部を割り振る場合、管理デバイスは、各中継局によって使用されるトラフィック関連の情報を各中継局から取得することもでき、又は各中継局はそのトラフィック関連の情報を基地局に報告し、基地局は全てを管理デバイスに報告する。当然、この場合、基地局は中継局によって使用される時間−周波数リソースの量を計算し、それに応じて、ある中継局と他の中継局、又はその中継局によって支配される移動局との間のトラフィックデータの量、及びその採用された変調及び符号化の方法に従ってトラフィック関連の情報を決定することもでき、従って、中継局はトラフィック関連の情報を報告する必要がない。
【００３４】
その後、ステップＳ２２において、管理デバイスは、その支配下にある複数のセルの中の少なくとも１つのセルのトラフィック関連の情報が予め定義された条件を満たすかどうかを判定する。
【００３５】
好ましくは、予め定義された時間内に前記セルにおいてトラフィックデータによって使用される時間−周波数リソース関連の量の例をトラフィック関連の情報として使用して、予め定義された条件は、各セルの時間−周波数リソース関連の量が第１の予め定義された閾値を超えるかどうかからなる。
【００３６】
最後に、ステップＳ２３において、管理デバイスの支配下にある複数のセルの中の少なくとも１つのセルのトラフィック関連の情報が予め定義された条件を満たす場合、管理デバイスはネットワークトポロジを再構築する。図３に、管理デバイスがネットワークトポロジを再構築する好ましいフロー図を示す。
【００３７】
まず、ステップＳ３１において、管理デバイスの支配下にある前記複数のセルの中の少なくとも１つのセルのトラフィック関連の情報が予め定義された条件を満たす場合、管理デバイスは、前記複数のセルの中の前記少なくとも１つのセルのそれぞれにおける少なくとも１つの中継局、又は少なくとも１つの中継局及び少なくとも１つの移動局を隣接セルにハンドオーバーすることを決定する。
【００３８】
その後、ステップＳ３２において、管理デバイスは、前記少なくとも１つのセルのそれぞれにおける少なくとも１つの中継局、又は少なくとも１つの中継局及び少なくとも１つの移動局にハンドオーバー操作を実行する旨をそれぞれ通知するか、基地局の支配下にある少なくとも１つの中継局、又は少なくとも１つの中継局及び少なくとも１つの移動局にハンドオーバー操作を実行するよう指示する旨を前記少なくとも１つのセルのそれぞれの基地局に通知し、この場合、各通知は、各中継局又は移動局がハンドオーバーされる隣接セルのハンドオーバー関連の情報を備える。
【００３９】
図２及び図３に示すフロー図について、よりよく理解するために、図４に示すネットワークトポロジの再構築の略図との関連で以下で詳しく説明する。
【００４０】
簡潔にするために、図４に３つのセルが示されており、元のネットワーク配置において、中継局ＲＳ１及びＲＳ２はセルＣ１にあり、基地局ＢＳ１によって支配される。中継局ＲＳ３及びＲＳ４はセルＣ２にあり、基地局ＢＳ２によって支配される。さらに、各セルに１つ以上の基地局がある（図４には図示せず）。
【００４１】
まず、管理デバイスは、基地局ＢＳ１、ＢＳ２、及びＢＳ３からセルＣ１、Ｃ２、及びＣ３のトラフィック関連の情報を取得する。予め定義された時間内に各セルにおいてトラフィックデータによって使用される時間−周波数リソース関連の量の例をトラフィック関連の情報として使用して、最初のネットワークトポロジの再構成では、予め定義された時間は、ネットワークの起動と最初のネットワークトポロジの再構築の起動との間の時間間隔とすることができ、その後のネットワークトポロジの再構築では、予め定義された時間は、最後のネットワークトポロジの再構築の成功と現在のネットワークトポロジの再構築の起動との間の時間間隔とすることができ、又はネットワーク管理者によって自由に設定することができる。
【００４２】
一般性を失うことなく、図４における予め定義された時間内に全てのセルについての使用可能な時間−周波数リソースの量が１００であり、予め定義された時間内にセルＣ１のトラフィックデータによって使用される時間−周波数リソース関連の量が７０であり、予め定義された時間内にセルＣ２のトラフィックデータによって使用される時間−周波数リソース関連の量が６５であり、予め定義された時間内にセルＣ３のトラフィックデータによって使用される時間−周波数リソース関連の量が１０であり、第１の予め定義された閾値が６０であることを例としてあげる。セルＣ１及びＣ２のトラフィックデータによって使用される時間−周波数リソース関連の量は、第１の予め定義された閾値を超え、セルＣ３のトラフィックデータによって使用される時間−周波数リソース関連の量は、第１の予め定義された閾値未満であるため、セルＣ１及びＣ２は負荷がより重く、セルＣ３は負荷がより軽いとみなすことができる。従って、管理デバイスは、第１の予め定義された閾値及び各セルのトラフィックデータによって使用される時間−周波数リソース関連の量の情報に従って、セルＣ１、Ｃ２、及びＣ３の負荷のバランスをとるために、セルＣ１、Ｃ２、及びＣ３から成るネットワークトポロジが再構築を必要とすることを決定する。
【００４３】
図４に示すように、セルＣ１及びＣ２は、隣接しており、いずれも負荷が重い。セルＣ１の負荷を軽減するために、セルＣ１によって支配される中継局ＲＳ１及びＲＳ２のうちの一方又は両方を隣接セルＣ２にハンドオーバーする必要がある。しかし、セルＣ２も負荷が重く、従って管理デバイスは、まず、中継局ＲＳ３及びＲＳ４が基地局ＢＳ３によって支配されるように、それらをセルＣ３にハンドオーバーし、その後、セルＣ１における中継局ＲＳ１及びＲＳ２が基地局ＢＳ２によって支配されるように、それらをセルＣ２にハンドオーバーすることを決定することができる。従って、セルＣ１、Ｃ２、及びＣ３の負荷はバランスがとれる。
【００４４】
中継局ＲＳ３及びＲＳ４をセルＣ３にハンドオーバーすることを決定した後、管理デバイスは、ハンドオーバー通知を（基地局ＢＳ２を介して）ハンドオーバーすべき中継局ＲＳ３及びＲＳ４にそれぞれ送信し、各通知は、ハンドオーバーすべき中継局がハンドオーバーされる隣接セルＣ３のハンドオーバー関連の情報を備える。好ましくは、ハンドオーバー関連の情報は、中継局ＲＳ３及びＲＳ４がハンドオーバーされるセルＣ３の識別子、セルＣ３の同期コード識別子、セルＣ３の同期コード、又はセルＣ３のキャリアの周波数情報を備える。
【００４５】
又は管理デバイスはハンドオーバー通知を基地局ＢＳ２に送信し、通知は中継局ＲＳ３及びＲＳ４がハンドオーバーされる隣接セルＣ３のハンドオーバー関連の情報を備える。
【００４６】
その後、管理デバイスからのハンドオーバー通知に従って、基地局ＢＳ２は中継局ＲＳ３及びＲＳ４にハンドオーバー操作を実行する旨をそれぞれ通知する。
【００４７】
いくつかの無線中継通信ネットワークにおいて、基地局と管理デバイスとの間に無線ネットワーク制御デバイス又は基地局制御デバイスが存在し、中継局ＲＳ３又はＲＳ４のハンドオーバーは無線ネットワーク制御デバイス又は基地局制御デバイスによって制御され、管理デバイスはハンドオーバー通知を無線ネットワーク制御デバイス又は基地局制御デバイスにも送信することができ、次いで、無線ネットワーク制御デバイス又は基地局制御デバイスはハンドオーバー通知を（基地局ＢＳ２を介して）ハンドオーバーすべき中継局ＲＳ３及びＲＳ４に送信する。
【００４８】
管理デバイス、ネットワーク制御デバイス、基地局制御デバイス、又は基地局からハンドオーバー通知を受信した後、中継局ＲＳ３はハンドオーバー通知に含まれる、中継局ＲＳ３がハンドオーバーされる隣接セルＣ３のハンドオーバー関連の情報に従ってハンドオーバー操作を実行する。
【００４９】
中継局ＲＳ３及びＲＳ４によって支配される移動局にとってハンドオーバーがない、つまり、中継局ＲＳ３及びＲＳ４のハンドオーバーがそれらに支配される移動局にとって透明な場合がある。中継局ＲＳ３及びＲＳ４のハンドオーバーは、従来技術における移動局のハンドオーバーと同じであり、詳細はＩＥＥＥ８０２．１６ｄ／ｅプロトコル、又はハンドオーバーに関連する３ＧＰＰプロトコル、例えば３ＧＰＰ  ＴＳ２５．３３１及び３ＧＰＰ  ＴＳ２５．９２２に記載されているため、本開示では詳細は省略する。
【００５０】
中継局ＲＳ３及びＲＳ４がハンドオーバー操作を実行する前に、それらに支配される移動局もハンドオーバー操作を実行することができる。移動局を他の中継局又は基地局に予めハンドオーバーすることができ、次いで中継局ＲＳ３及びＲＳ４がハンドオーバーを終了した後、中継局ＲＳ３及びＲＳ４にハンドオーバーして戻すことができる。
【００５１】
具体的には、中継局ＲＳ３及びＲＳ４によって支配される移動局には、２つのハンドオーバーの方法、即ちアクティブハンドオーバー及びパッシブハンドオーバーがある。
【００５２】
移動局のアクティブハンドオーバーは、ハンドオーバー通知を受信した後、まず、中継局ＲＳ３及びＲＳ４の支配下にある移動局が他の基地局又は中継局の支配にハンドオーバーされるように、中継局ＲＳ３及びＲＳ４が送信電力を第２の予め定義された閾値未満に低減することを示す。ハンドオーバーを終了すると、つまり、基地局ＢＳ２からＢＳ３へのハンドオーバーが終了すると、中継局ＲＳ３及びＲＳ４は、元々支配されていた移動局をハンドオーバーして戻すことができるように、送信電力を第３の予め定義された閾値を上回るように増加させる。当然、移動局の移動性を考慮に入れると、中継局ＲＳ３又はＲＳ４にとっては、外部にハンドオーバーされる移動局がハンドオーバーされて戻る移動局と常に同じとは限らない。
【００５３】
移動局のパッシブハンドオーバーは、中継局ＲＳ３及びＲＳ４にハンドオーバー操作を実行する旨を通知する前に、管理デバイス又はハンドオーバー制御デバイスが、中継局ＲＳ３及びＲＳ４の支配下にある移動局にハンドオーバー操作を実行する旨を予め通知することを示す。次いで、中継局ＲＳ３又はＲＳ４からハンドオーバー終了通知を受信した後、管理デバイス又はハンドオーバー制御デバイスは、外部にハンドオーバーされた移動局に、中継局ＲＳ３又はＲＳ４の支配にハンドオーバーして戻す旨を通知する。当然、移動局の移動性を考慮に入れると、中継局ＲＳ３又はＲＳ４にとっては、外部にハンドオーバーされる移動局がハンドオーバーされて戻る移動局と常に同じとは限らない。
【００５４】
本明細書において、ハンドオーバー制御デバイスが中継局ＲＳ３及びＲＳ４の支配側基地局、又はその支配側無線ネットワーク制御デバイス又は基地局制御デバイスを備えることに留意されたい。
【００５５】
マルチホップ中継通信ネットワークにおいて、あるセルにおける中継局を中間中継局及び端部中継局に分類することができる。図５に示すように、基地局ＢＳｉをルートノードとするネットワークトポロジツリーにおいて、リーフノードが端部中継局であり、中間ノードが中間中継局である。一般に、リーフノードは、セルの端部、又は２つのセルの境界にある。好ましくは、管理デバイスは、負荷が重いセルにおける１つ以上の端部中継局を隣接セルにハンドオーバーすることを決定する。
【００５６】
好ましくは、図３に示すステップＳ３１におけるネットワークトポロジの再構築方式は、分散最適化法、つまり、複数の局所再構築から成るネットワークトポロジの再構築を採用することができ、局所再構築は、そのトラフィック関連の情報が予め定められた条件を満たすセル及びその隣接セルから成るローカルネットワークにおけるネットワークトポロジの再構築を示す。
【００５７】
予め定められた時間内にあるセルのトラフィックデータによって使用される時間−周波数リソースの量をそのセルのトラフィック関連の情報の例にとり、あるセルのトラフィックデータによって使用される時間−周波数リソース関連の量が第１の予め定義された閾値を超える場合、そのセルは負荷が重いセルとみなすことができ、あるセルのトラフィックデータによって使用される時間−周波数リソース関連の量が第１の予め定義された閾値を超えない（即ち、それ以下である）場合、そのセルは負荷が軽いセルとみなすことができる。負荷が重いセルが１つの場合、負荷が重いセル及び負荷が軽いその隣接セルの中での局所再構築を実行して、それらの負荷のバランスをとるようにすることができる。負荷が重いセルが複数ある場合、ネットワークトポロジの再構築を実現するために、局所再構築が複数回実行される。
【００５８】
図３に示すステップＳ３１について、図６に、複数の局所再構築によってネットワークトポロジの再構築を実現する好ましいサブステップのフロー図を示す。
【００５９】
まず、ステップＳ６１において、予め定義された時間内にトラフィックデータによって使用される時間−周波数リソース関連の量が第１の予め定義された閾値を超える１つ以上のセルのそれぞれについて、管理デバイスは、前記予め定義された時間内にその１つ以上の隣接セルのトラフィックデータによって使用される時間−周波数リソース関連の量の合計を計算し、前記１つ以上の隣接セルのそれぞれは、前記予め定義された時間内にトラフィックデータによって使用される時間−周波数リソース関連の量が前記第１の予め定義された閾値を超えない。
【００６０】
その後、ステップＳ６２において、予め定義された時間内にトラフィックデータによって使用される時間−周波数リソース関連の量が前記第１の予め定義された閾値以下であるその前記１つ以上の隣接セルのトラフィックデータによって使用される時間−周波数リソース関連の量の合計が最小のセルＣｉについて、管理デバイスは、
【００６１】
【数１】
0005599396.tif 000002
を最低限に抑えるため、つまり、ネットワークトポロジの再構築に関与するセルＣｉ及びその隣接セルの予め定義された時間内にトラフィックデータによって使用される時間−周波数リソース関連の量の平均二乗偏差を最低限に抑えるために、前記セルＣｉにおける少なくとも１つの端部中継局、又は少なくとも１つの端部中継局及び少なくとも１つの移動局をその前記１つ以上の隣接セルにハンドオーバーすることを決定し、式中、Ｓは、予め定義された時間内にトラフィックデータによって使用される時間−周波数リソース関連の量が前記第１の予め定義された閾値以下であるセルＣｉ及びその少なくとも１つの隣接セルを備えるセットであり、ＮＢＬｊは、セルＣｉにおける少なくとも１つの端部中継局、又は少なくとも１つの端部中継局及び少なくとも１つの移動局がセルＣｉから隣接セルにハンドオーバーされた場合、ネットワークトポロジ下で再計算されるセットＳ内のセルｊのトラフィックデータによって前記予め定義された時間内に使用される時間−周波数リソース関連の量であり、ＢＬｍは、セットＳ内の全てのセルのトラフィックデータによって前記予め定義された時間内に使用される時間−周波数リソース関連の量の平均値である。
【００６２】
その後、ステップＳ６３において、管理デバイスは、前記予め定義された時間内にトラフィックデータによって使用される時間−周波数リソース関連の量が前記第１の予め定義された閾値を超える他のセルがあるかどうかを決定し、ある場合、管理デバイスは、ステップＳ６１及びＳ６２を繰り返し実行し、ない場合、現在のネットワークトポロジの構築が終了する。
【００６３】
端部中継局のみがネットワークトポロジの再構築に参加することを例にとり、図６に示すフロー図について、基地局と中継局との間の隣接関係及び支配関係に基づいて以下で詳しく説明する。基地局と中継局との間の隣接関係及び支配関係を説明する便宜上、本明細書では、共通の無線中継通信ネットワークに適用可能ないくつかの基本的な行列が以下のように定義される。
【００６４】
１．中継局間の隣接関係の行列ＲＲＡ
【００６５】
【数２】
0005599396.tif 000003
【００６６】
行列ＲＲＡは、ネットワークトポロジの再構築に関与するネットワークにおける任意の２つの中継局間の隣接関係を表し、２つの中継局が互いに隣接するとは、それらが互いに直接通信することができることを意味し、中継局は、１つ以上の隣接する中継局を有していてよく、ｎは、ネットワークにおける中継局の量を示す。ＲＲＡｉ，ｊ＝１は、中継局ＲＳｉ及びＲＳｊが互いに隣接していることを示し、ＲＲＡｉ，ｊ＝０は、中継局がＲＳｉ及びＲＳｊが互いに隣接していないことを示し、ここでｉ，ｊ＝１，・・・，ｎである。
【００６７】
２．基地局と中継局との間の隣接関係の行列ＢＲＡ
【００６８】
【数３】
0005599396.tif 000004
【００６９】
行列ＢＲＡは、ネットワークトポロジの再構築に関与するネットワークにおける任意の中継局と任意の基地局との間の隣接関係を表し、中継局と基地局が互いに隣接するとは、それらが互いに直接通信することができることを意味し、中継局は１つ以上の隣接する基地局を有していてよく、ｎはネットワークにおける中継局の量を示し、ｍはネットワークにおける基地局の量を示す。ＢＲＡｉ，ｊ＝１は、基地局ＢＳｉ及び中継局ＲＳｊが互いに隣接していることを示し、ＢＲＡｉ，ｊ＝０は、基地局ＢＳｉ及び中継局ＲＳｊが互いに隣接していないことを示し、ここでｉ＝１，・・・，ｍ、及びｊ＝１，・・・，ｎである。
【００７０】
無線中継通信ネットワークが配置される場合、ＲＲＡ及びＢＲＡは一般に不変である。
【００７１】
３．基地局と中継局との間の支配関係の行列ＢＲＢ
【００７２】
【数４】
0005599396.tif 000005
【００７３】
行列ＢＲＢは、ネットワークトポロジの再構築に関与するネットワークにおける任意の中継局と任意の基地局との間の支配関係を表し、ｎはネットワークにおける中継局の量を示し、ｍはネットワークにおける基地局の量を示す。ＢＲＢｉ，ｊ＝１は、中継局ＲＳｊが基地局ＢＳｉによって支配されるセルＣｉに属すことを示し、ＢＲＢｉ，ｊ＝１は、中継局ＲＳｊが基地局ＢＳｉによって支配されるセルＣｉに属していないことを示し、ここでｉ＝１，・・・，ｍ、及びｊ＝１，・・・，ｎである。
【００７４】
一般に、無線中継通信ネットワークが配置される場合、基地局及び中継局の障害を考えなければＲＲＡ及びＢＲＡは不変である。中継局又は基地局のいずれかがトラブル状態にある場合、ＲＲＡ及びＢＲＡを例えばネットワーク管理者によって更新する必要がある。
【００７５】
ＢＲＢはネットワークトポロジの再構築により変化する。ネットワーク管理者はネットワークの初期化に元のＢＲＢを設定することができる。ネットワークの起動後、管理デバイスは、ネットワークにおける各セルのトラフィック関連の情報に従ってネットワークトポロジを再構築して、ＢＲＢを更新することができる。
【００７６】
管理デバイスは、上記の３つの行列を用いてセル間のトポロジ、及びセル内のトポロジを識別することができる。ＢＲＢ行列は、各セルのメンバーを表す。ＲＲＡ及びＢＲＡ行列は経路情報を表す。３つの行列に基づいて、管理デバイスがセルごとにネットワークトポロジツリーを確立することは容易であり、そのセルにおいて、ルートノードは基地局であり、中間ノード及びリーフノードは中継局である。ブランチは、ＢＲＡ及びＲＲＡに従って決定された２つの隣接するノードの間のリンクである。図７は、セルごとにネットワークトポロジツリーを構築する方法のフロー図を示す。この方法では、基地局と通信するとき、各中継局が最小ホップを達成することができる。
【００７７】
まず、ステップＳ７１において、セルＣｉについて、管理デバイスは、ＢＲＢ行列に従ってセルＣｉにおける全ての中継局を決定する。即ち、ＲＳ∈｛ＲＳ：ＢＲＢｉ，ｊ＝１、ｊ＝１，２，・・・，ｎ｝であり、この場合、基地局ＢＳｉはセルＣｉのネットワークトポロジツリーのルートノードである。
【００７８】
その後、ステップＳ７２において、管理デバイスは、ＢＲＡ行列に従ってネットワークトポロジツリーの１ホップ中継局を決定する。即ち、ＲＳ∈｛ＲＳ：ＢＲＡｉ，ｊ＝１及びＢＲＢｉ，ｊ＝１、ｊ＝１，２，・・・，ｎ｝である。
【００７９】
ステップＳ７３において、各１ホップ中継局ＲＳｊについて、管理デバイスは、それぞれの従属中継局、即ち、ＲＳｊに隣接し、セルＣｉに属し、１ホップ中継局ではない中継局を決定し、即ち、ＲＳ∈｛ＲＳ：ＲＲＡｊ，ｋ＝１及びＢＲＢｉ，ｋ＝１、ｊ，ｋ＝１，２，・・・，ｎ｝であり、
【００８０】
【数５】
0005599396.tif 000006
である。１ホップ中継局ＲＳｊの全ての従属中継局はネットワークトポロジツリーの２ホップ中継局を構成する。ある中継局がいくつかの１ホップ中継局に従属している場合、管理デバイスはその中継局のために１つの１ホップ中継局を選択する。
【００８１】
ステップＳ７４において、管理デバイスは、まだネットワークトポロジツリーに参加していない中継局があるかどうかを決定し、ある場合、管理デバイスは、セルＣｉにおける全ての中継局がネットワークトポロジツリーに参加するまでステップＳ７３を繰り返す。
【００８２】
図５に、図７に示した方法に従って生成されたネットワークトポロジツリーの略図を示す。従って、セルｍについて、管理デバイスが生成されたネットワークトポロジツリーに従ってどの中継局が端部中継局であるかを決定すること、つまり、端部中継局のセットを決定することは容易である。端部中継局がその隣接セルにハンドオーバーされることが決定された場合、ＲＲＡ行列及びＢＲＡ行列に従って、どの中継局及び／又は基地局が端部中継局に隣接しているかを決定して、端部中継局をハンドオーバーすることができる隣接セルを決定することは容易である。
【００８３】
例えば、負荷が重いセルにおける端部中継局ｉについて、管理デバイスは、即ちＲＳ∈｛ＲＳ：ＲＲＡｉ，ｊ＝１、及びＲＳｊ∈負荷が軽い隣接セルにおける中継局｝∪｛ＢＲＡｐ，ｉ＝１，ＢＳｐ∈負荷が軽い隣接セルにおける基地局｝で、ＲＲＡ行列及びＢＲＡ行列に基づいて端部中継局ＲＳｉに隣接している中継局及び／又は基地局を決定し、それに応じて、端部中継局ＲＳｉがハンドオーバーされるターゲットセルを決定する。
【００８４】
具体的には、負荷が重いセルにおける１つ以上の端部中継局を隣接セルにハンドオーバーすることが決定された場合、最小の
【００８５】
【数６】
0005599396.tif 000007
基準に従って、ＮＢＬｊの計算について詳しく説明する。ＮＢＬｊは、セルＣｉにおける少なくとも１つの端部中継局、又は少なくとも１つの端部中継局及び少なくとも１つの移動局がセルＣｉから隣接セルにハンドオーバーされた場合、ネットワークトポロジ下で再計算されるセットＳ内のセルｊのトラフィックデータによって前記予め定義された時間内に時間−周波数リソース関連の量が使用され得る。
【００８６】
具体的には、図４に示すネットワークトポロジを例にとると、前記予め定義された時間内に、セルＣ１のトラフィックデータによって使用される時間−周波数リソース関連の量は７０であり、セルＣ２のトラフィックデータによって使用される時間−周波数リソース関連の量は６５であり、セルＣ３のトラフィックデータによって使用される時間−周波数リソース関連の量は１０である。
【００８７】
セルＣ２では、そのトラフィックデータによって使用される時間−周波数リソース関連の量は６５であり、この場合、中継局ＲＳ３とそれに支配される移動局との間の通信によって使用される時間−周波数リソース関連の量が１５であり、中継局ＲＳ４とそれに支配される移動局との間の通信によって使用される時間−周波数リソース関連の量が１０であり、基地局ＢＳ２によって使用される時間−周波数リソース関連の量が４０である。基地局ＢＳ２によって使用される時間−周波数リソース関連の量４０は、具体的には、基地局ＢＳ２と他の移動局との間の直接の通信によって使用される時間−周波数リソース関連の量２０、基地局ＢＳ２と中継局ＲＳ３との間の通信によって使用される時間−周波数リソース関連の量１２、基地局ＢＳ２と中継局ＲＳ４との間の通信によって使用される時間−周波数リソース関連の量８を備える。
【００８８】
中継局ＲＳ３及びＲＳ４がセルＣ３にハンドオーバーされる場合、ハンドオーバー後、セルＣ２によって使用される時間−周波数リソース関連の量ＮＢＬ２は、基地局ＢＳ２と他の移動局との間の直接の通信によって使用される時間−周波数リソース関連の量２０に低減する。セルＣ３によって使用される時間−周波数リソース関連の量ＮＢＬ３は、セルＣ３によって元々使用される時間−周波数リソース関連の量１０、中継局ＲＳ３とそれに支配される移動局との間の通信によって使用される時間−周波数リソース関連の量１５、中継局ＲＳ４とそれに支配される移動局との間の通信によって使用される時間−周波数リソース関連の量１０、基地局ＢＳ３と中継局ＲＳ３との間の通信によって使用される時間−周波数リソース関連の量、基地局ＢＳ３と中継局ＲＳ４との間の通信によって使用される時間−周波数リソース関連の量の合計に増加する。この場合、基地局ＢＳ３と中継局ＲＳ３及びＲＳ４との間の通信によって使用される時間−周波数リソース関連の量は、そのチャネル品質に基づいて決定される変調及び符号化の方法に依存する。管理デバイスは、そのチャネル品質及びトラフィックデータ量に基づいて決定される変調及び符号化の方法に従って必要な時間−周波数リソース関連の量を決定することができる。当然、管理デバイスは、基地局ＢＳ２と中継局ＲＳ３及びＲＳ４との間の通信によって使用される時間−周波数リソース関連の量を参照して推定値を決定することもできる。
【００８９】
図４に示すネットワークトポロジは、１ホップ中継局のみを伴う。マルチホップ中継局が関与する場合、中継局間のリンクによって使用される時間−周波数リソース関連の量も考慮に入れる必要がある。
【００９０】
ネットワークトポロジの再構築が中継局のハンドオーバーと移動局のハンドオーバーとの組み合わせによって実現される場合、ＮＢＬｊの計算も簡単である。移動局がハンドオーバーされるセルでは、そのセルにおける移動局と基地局又は中継局との間の通信によって使用され得る時間−周波数リソース関連の量を追加する必要がある。移動局がそこからハンドオーバーされるセルでは、そのセルにおける移動局と基地局又は中継局との間の通信によって使用される時間−周波数リソース関連の量を削除する必要がある。
【００９１】
上記の文脈における時間−周波数リソース関連の量は、アップリンクトラフィックデータによって使用される時間−周波数リソース関連の量のみとすることができ、またダウンリンクトラフィックデータによって使用される時間−周波数リソース関連の量のみとすることもでき、またアップリンク及びダウンリンクのトラフィックデータによって使用される時間−周波数リソース関連の量の合計とすることもできることに留意されたい。
【００９２】
ＮＢＬｊの上記のアルゴリズムは、基地局と中継局との間、及び中継局間の中継リンクによって使用される時間−周波数リソース関連の量を考慮に入れる比較的正確なアルゴリズムである。セルＣｉの予め定義された時間内にトラフィックデータによって使用される時間−周波数リソース関連の量を計算する簡略化された方法は、中継リンクによって使用される時間−周波数リソース関連の量を考慮に入れず、アクセスリンクによって使用される時間−周波数リソース関連の量のみを考慮に入れている。従って、ＮＢＬｊの計算はかなり簡単である。これについて以下で詳しく説明する。
【００９３】
本明細書において、４つのベクトル、即ちＤＲＬ、ＵＲＬ、ＤＢＬ、及びＵＢＬが定義され、ＤＲＬは、各中継局とそれに支配される移動局との間の通信によって使用されるダウンリンク時間−周波数リソース関連の量を示し、ＵＲＬは、各中継局とそれに支配される移動局との間の通信によって使用されるアップリンク時間−周波数リソース関連の量を示し、ＤＢＬは、各基地局とそれに支配される移動局との間の直接の通信によって使用されるダウンリンク時間−周波数リソース関連の量と、それに支配される各中継局のＤＲＬとの合計を示し、ＵＢＬは、基地局とそれに支配される移動局との間の直接の通信によって使用されるダウンリンク時間−周波数リソース関連の量と、それに支配される各中継局のＵＲＬとの合計を示す。この場合、ＤＢＬ及びＵＢＬは、基地局とネットワークトポロジの再構築に関与しない中継局との間の通信によって使用される時間−周波数リソース関連の量、及びネットワークトポロジの再構築に関与しない中継局とそれに支配される移動局との間の通信によって使用される時間−周波数リソース関連の量を含むこともできる。
ＲＳ１    ＲＳ２    ＲＳ３・・・ＲＳｎ
ＤＲＬ＝（ＤＲＬ１  ＤＲＬ２  ＤＲＬ３・・・ＤＲＬｎ）
ＲＳ１    ＲＳ２    ＲＳ３・・・ＲＳｎ
ＵＲＬ＝（ＵＲＬ１  ＵＲＬ２  ＵＲＬ３・・・ＵＲＬｎ）
ＢＳ１    ＢＳ２    ＢＳ３・・・ＢＳｍ
ＤＢＬ＝（ＤＢＬ１  ＤＢＬ２  ＤＢＬ３・・・ＤＢＬｍ）
ＢＳ１    ＢＳ２    ＢＳ３・・・ＢＳｍ
ＵＢＬ＝（ＵＢＬ１  ＵＢＬ２  ＵＢＬ３・・・ＵＢＬｍ）
【００９４】
この場合、ｍは基地局の量であり、ｎは中継局の量である。中継局のハンドオーバーによってのみ実現されるネットワークトポロジの再構築を例にとり、以下の式を用いて、セルごとのＵＢＬ及びＤＢＬの計算を実現することができる。
ＤＢＬ＝ＤＢＬ０＋ＤＲＬｘＢＲＢＴ
ＵＢＬ＝ＵＢＬ０＋ＵＲＬｘＢＲＢＴ
式中、ＤＢＬ０及びＵＢＬ０は、各基地局とそれに支配される移動局との間の直接の通信によって使用されるダウンリンク及びアップリンクの時間−周波数リソース関連の量、基地局とネットワークトポロジの再構築に関与しない中継局との間の通信によって使用されるダウンリンク及びアップリンクの時間−周波数リソース関連の量、及びネットワークトポロジの再構築に関与しない中継局とそれに支配される移動局との間の通信によって使用されるダウンリンク及びアップリンクの時間−周波数リソース関連の量を示す。ＤＢＬ０及びＵＢＬ０は、ネットワークトポロジの再構築によって影響を受けない。
【００９５】
図６に示すフロー図について、図８に示すネットワークトポロジの再構築の手順との関連で以下で詳しく説明する。
【００９６】
図８に示すように、ネットワークトポロジには６つのセルがある。セルＣ１において、基地局ＢＳ１は中継局ＲＳ１を支配する。セルＣ２において、基地局ＢＳ２は中継局ＲＳ２、ＲＳ３、ＲＳ４、及びＲＳ５を支配し、ここにおいて中継局ＲＳ２及びＲＳ３は１ホップ中継局であり、中継局ＲＳ４及びＲＳ５は、中継局ＲＳ２によって支配される２ホップ中継局である。セルＣ３において、基地局ＢＳ１は中継局ＲＳ６及びＲＳ７を支配し、ここにおいて中継局ＲＳ６は１ホップ中継局であり、中継局ＲＳ７は、中継局ＲＳ６によって支配される２ホップ中継局である。セルＣ４において、基地局ＢＳ４は中継局ＲＳ８を支配する。セルＣ５において、基地局ＢＳ５は中継局ＲＳ９を支配する。セルＣ６において、基地局ＢＳ６は中継局ＲＳ１０、ＲＳ１１、ＲＳ１２、及びＲＳ１３を支配し、これらは全て１ホップ中継局である。
【００９７】
図８に、セルＣ１からＣ６の予め定義された時間内にトラフィックデータによって使用される時間−周波数リソース関連の量（以下、略して「負荷」と呼ぶ）をそれぞれ示す。セルＣ１の負荷はＬｏａｄ１＝２０である。セルＣ２の負荷はＬｏａｄ２＝８０である。セルＣ３の負荷はＬｏａｄ３＝１０である。セルＣ４の負荷はＬｏａｄ４＝１０である。セルＣ５の負荷はＬｏａｄ５＝３５である。セルＣ６の負荷はＬｏａｄ６＝８５である。第１の予め定義された閾値が７０である場合、セルＣ２及びＣ６は負荷が重いセルである。
【００９８】
管理デバイスは、まず、セルＣ２及びＣ６の負荷が軽い隣接セルの負荷の合計、即ちＡＬＣ２及びＡＬＣ６をそれぞれ計算する。セルＣ２では、ＡＬＣ２＝Ｌｏａｄ１＋Ｌｏａｄ３＋Ｌｏａｄ４＝４０、セルＣ６では、ＡＬＣ６＝Ｌｏａｄ３＋Ｌｏａｄ５＝４５である。ＡＬＣ２がＡＬＣ６未満であるため、管理デバイスは、セルＣ２及び負荷が軽いその隣接セルＣ１、Ｃ３、及びＣ４を選択して、第１の局所再構築を実行する。上記によれば、管理デバイスは、セルＣ２の端部中継局のセット、即ち中継局ＲＳ２、ＲＳ４、及びＲＳ５を決定する。次いで、管理デバイスは、ＢＲＡ、ＲＲＡ、及びＢＲＢに基づいて、各中継局がハンドオーバーされ得る可能なハンドオーバーターゲットセルを決定する。中継局ＲＳ２では、その可能なハンドオーバーターゲットセルは、セルＣ１及びセルＣ４を備え、中継局ＲＳ４では、その可能なハンドオーバーターゲットセルはセルＣ３であり、中継局ＲＳ５では、その可能なハンドオーバーターゲットセルはセルＣ３である。
【００９９】
管理デバイスは、上記の最小の
【０１００】
【数７】
0005599396.tif 000008
基準に基づいて、列挙算術（ｅｎｕｍｅｒａｔｉｏｎ  ａｒｉｔｈｍｅｔｉｃ）、遺伝子算術（ｇｅｎｅ  ａｒｉｔｈｍｅｔｉｃ）、又は他の算術に従って、セルＣ２と負荷が軽いその隣接セルＣ１、Ｃ３、及びＣ４との間の第１の局所再構築方式を決定することができる。一般性を失うことなく、管理デバイスが中継局ＲＳ２をセルＣ４にハンドオーバーし、中継局ＲＳ５をセルＣ３にハンドオーバーすることを決定することを例にとると、即ち、第１の局所再構築方式が決定され、各セルの更新された負荷分布が図８に示されており、図中、セルＣ１の負荷はＬｏａｄ１＝２０であり、セルＣ２の負荷はＬｏａｄ２＝５０であり、セルＣ３の負荷はＬｏａｄ３＝２０であり、セルＣ４の負荷はＬｏａｄ４＝４０であり、セルＣ５の負荷はＬｏａｄ５＝３５であり、セルＣ６の負荷はＬｏａｄ６＝８５である。この場合、セルＣ６のみ負荷が重く、次いで管理デバイスは、セルＣ６及び負荷が軽いその隣接セルＣ３及びＣ５を選択して、第２の局所再構築を実行する。上記によれば、管理デバイスは、セルＣ６の端部中継局のセット、即ち中継局ＲＳ１０、ＲＳ１１、及びＲＳ１３を決定する。次いで、管理デバイスは、ＢＲＡ、ＲＲＡ、及びＢＲＢに基づいて、各中継局がハンドオーバーされ得る可能なハンドオーバーターゲットセルを決定する。中継局ＲＳ１０では、その可能なハンドオーバーターゲットセルはセルＣ５であり、中継局ＲＳ１１では、その可能なハンドオーバーターゲットセルはセルＣ５であり、中継局ＲＳ１３では、その可能なハンドオーバーターゲットセルはセルＣ３である。
【０１０１】
管理デバイスは、上記の最小の
【０１０２】
【数８】
0005599396.tif 000009
基準に基づいて、列挙算術、遺伝子算術又は他の算術に従って、セルＣ６と負荷が軽いその隣接セルＣ３及びＣ５との間の第２の局所再構築方式を決定することができる。一般性を失うことなく、管理デバイスが中継局ＲＳ１０及びＲＳ１１をセルＣ５にハンドオーバーし、中継局ＲＳ１３をセルＣ３にハンドオーバーすることを決定することを例にとると、即ち、第２の局所再構築方式が決定され、各セルの更新された負荷分布が図８に示されており、図中、セルＣ１の負荷はＬｏａｄ１＝２０であり、セルＣ２の負荷はＬｏａｄ２＝５０であり、セルＣ３の負荷はＬｏａｄ３＝３０であり、セルＣ４の負荷はＬｏａｄ４＝４０であり、セルＣ５の負荷はＬｏａｄ５＝５０であり、セルＣ６の負荷はＬｏａｄ６＝６０である。この場合、各セルの負荷はどれも第１の予め定義された閾値７０を超えない。従って、ネットワークトポロジの再構築の方式が決定される。次いで管理デバイスは、ハンドオーバーを必要とする中継局にハンドオーバー操作を実行する旨を通知する、又はハンドオーバーを必要とする中継局にハンドオーバー操作を実行するよう指示する旨をハンドオーバーを必要とする中継局を支配するハンドオーバー制御デバイスに通知する。
【０１０３】
１つのネットワークトポロジの再構築において、管理デバイスは、各局所再構築方式の決定後、ハンドオーバーを必要とする中継局にハンドオーバー操作を実行する旨を通知することができる、又は全ての局所再構築方式の決定後、ハンドオーバーを必要とする中継局にハンドオーバー操作を実行する旨を通知することもできることに留意されたい。さらに、管理デバイスは、場合によっては、要素管理システム、運用保守システム、基地局、中継局、又はネットワークトポロジの再構築の機能を実現するための任意のタイプの他の装置である。
【０１０４】
また、上記では、中継局のみのハンドオーバーによるネットワークトポロジの再構築の実現を例にとり、図８との関連で詳しく説明したが、中継局のハンドオーバーと移動局のハンドオーバーとの組み合わせによってネットワークトポロジの再構築を実現することを、当業者であれば同様に理解できることにも留意されたい。本開示では詳細は省略する。
【０１０５】
図９は、本発明の一実施形態による、無線中継通信ネットワークにおける管理デバイスにおいて、管理デバイスの支配下にある複数のセルのネットワークトポロジを再構築するための管理装置９０の好ましい構造のブロック図を示す。管理装置９０は、判断手段９１、第１の取得手段９２、及び再構築手段９３を備え、再構築手段９３は、好ましくは第１の決定手段９４、第１の通知手段９５及び第１の受信手段９６を備え、第１の決定手段９４は、好ましくは計算手段９７、第２の決定手段９８及び再構築制御手段９９を備える。
【０１０６】
図９に示す管理装置９０が管理デバイスによって支配される複数のセルのネットワークトポロジを再構築する手順について、以下で詳しく説明する。
【０１０７】
管理装置９０は、前記複数のセルのトラフィック関連の情報に従って前記複数のセルのネットワークトポロジを再構築する。
【０１０８】
好ましくは、まず、第１の取得手段９１は、複数のセルのそれぞれのトラフィック関連の情報をそれぞれ取得する。好ましくは、第１の取得手段９１は、その基地局、又は基地局及び中継局から複数のセルのそれぞれのトラフィック関連の情報を取得する。
【０１０９】
あるセルのトラフィック関連の情報は、ネットワークトポロジの再構築に適用可能なトラフィック関連の情報、又はそれだけには限定されないが、そのセルにおいてトラフィックデータによって使用される時間−周波数リソース関連の量、トラフィックデータを送信するための各セルのトラフィック・スループット又は各セルの無線チャネル品質などと呼ばれる負荷関連の情報を含む。
【０１１０】
好ましくは、あるセルにおいてトラフィックデータによって使用される時間−周波数リソース関連の量は、それだけには限定されないが、各セルの全てのタイプのアップリンク及び／又はダウンリンクトラフィックデータによって使用される時間−周波数リソースの量、或いは各セルの全てのタイプのアップリンク及び／又はダウンリンクトラフィックデータによって使用される時間−周波数リソースの量の、そのセルにおける全ての時間−周波数リソースの量に対するパーセント比率、或いは各セルの全てのタイプのアップリンク及び／又はダウンリンクトラフィックデータによって使用される時間−周波数リソースの量の加重合計、或いは又は各セルの全てのタイプのアップリンク及び／又はダウンリンクトラフィックデータによって使用される時間−周波数リソースの量の加重合計の、そのセルにおける全ての時間−周波数リソースの量に対する比率、或いは上記の任意の複数の項目の組み合わせを含み、その組み合わせは、ネットワークトポロジの再構築に有利な任意の組み合わせモードを含む。好ましくは、全てのタイプのアップリンク及び／又はダウンリンクトラフィックデータによって使用される時間−周波数リソースの量の加重合計は、トラフィックタイプに従って加重される全てのタイプのアップリンク及び／又はダウンリンクトラフィックデータによって使用される時間−周波数リソースの量の合計を含む。
【０１１１】
各セルのアップリンク及び／又はダウンリンクトラフィックデータによって使用される時間−周波数リソースの量をトラフィック関連の情報の例にとり、無線中継通信ネットワークについて具体的に説明する。あるセルのアップリンク及び／又はダウンリンクトラフィックデータによって使用される時間−周波数リソースの量は、基地局と、基地局と直接通信する移動局との間のアクセスリンクによって運ばれるトラフィックデータによって使用される時間−周波数リソースの量、基地局と中継局との間の中継リンクによって運ばれるトラフィックデータによって使用される時間−周波数リソースの量、及びある中継局と別の中継局との間の中継リンクによって運ばれるトラフィックデータによって使用される時間−周波数リソースの量、中継局と移動局との間のアクセスリンクによって運ばれるトラフィックデータによって使用される時間−周波数リソースの量の合計を含む。
【０１１２】
時間−周波数リソースの割り振りが基地局によって全体的に制御される場合、好ましくは、第１の取得手段９１は、各セルの基地局から各セルのトラフィック関連の情報を直接取得することができる。
【０１１３】
中継局が基地局によって支配される他の中継局又は移動局と通信するように、基地局が時間−周波数リソースの一部をその中継局に割り振り、その中継局が独自で時間−周波数リソースの前記一部を割り振る場合、第１の取得手段９１は、各中継局から各中継局によって使用されるトラフィック関連の情報を取得することもでき、又は各中継局は、そのトラフィック関連の情報を基地局に報告し、基地局は、全てを第１の取得手段９１に報告する。当然、この場合、基地局は、中継局によって使用される時間−周波数リソースの量を計算し、それに応じて、ある中継局と他の中継局、又はその中継局によって支配される移動局との間のトラフィックデータの量、及びその採用された変調及び符号化の方法に従ってトラフィック関連の情報を決定することもでき、従って、中継局はトラフィック関連の情報を報告する必要がない。
【０１１４】
その後、判断手段９２は、複数のセルの中の少なくとも１つのセルのトラフィック関連の情報が予め定義された条件を満たすかどうかを判定する。
【０１１５】
好ましくは、予め定義された時間内に前記セルにおいてトラフィックデータによって使用される時間−周波数リソース関連の量の例をトラフィック関連の情報として使用して、予め定義された条件は、各セルの時間−周波数リソース関連の量が第１の予め定義された閾値を超えるかどうかからなる。最初のネットワークトポロジの再構成では、予め定義された時間は、ネットワークの起動と最初のネットワークトポロジの再構築の起動との間の時間間隔とすることができ、その後のネットワークトポロジの再構築では、予め定義された時間は、最後のネットワークトポロジの再構築の成功と現在のネットワークトポロジの再構築の起動との間の時間間隔とすることができ、又はネットワーク管理者によって自由に設定することができる。
【０１１６】
複数のセルの中の少なくとも１つのセルのトラフィック関連の情報が予め定義された条件を満たす場合、再構築手段９３は、ネットワークトポロジの再構築を実行する。
【０１１７】
好ましくは、第１の決定手段９４、第１の通知手段９５、及び第１の受信手段９６によってそれぞれ再構築手段９３の機能を実現することができる。
【０１１８】
まず、前記複数のセルの中の少なくとも１つのセルのトラフィック関連の情報が予め定義された条件を満たす場合、第１の決定手段９４は、前記複数のセルの中の前記少なくとも１つのセルのそれぞれにおける少なくとも１つの中継局、又は少なくとも１つの中継局及び少なくとも１つの移動局を隣接セルにハンドオーバーすることを決定する。
【０１１９】
その後、第１の通知手段９５は、前記少なくとも１つのセルのそれぞれにおける少なくとも１つの中継局、又は少なくとも１つの中継局及び少なくとも１つの移動局にハンドオーバー操作を実行する旨をそれぞれ通知するか、基地局の支配下にある少なくとも１つの中継局、又は少なくとも１つの中継局及び少なくとも１つの移動局にハンドオーバー操作を実行するよう指示する旨を前記少なくとも１つのセルのそれぞれの基地局に通知し、この場合、各通知は、各中継局又は移動局がハンドオーバーされる隣接セルのハンドオーバー関連の情報を備える。
【０１２０】
好ましくは、前記少なくとも１つのセルのそれぞれにおける少なくとも１つの中継局に通知する前に、第１の通知手段９５は、前記少なくとも１つのセルのそれぞれにおける少なくとも１つの中継局によって支配される移動局にハンドオーバー処理を実行する旨をそれぞれ通知する。
【０１２１】
その後、第１の受信手段９６は、少なくとも１つのセルのそれぞれにおける少なくとも１つの中継局からハンドオーバー終了通知をそれぞれ受信する。
【０１２２】
その後、ハンドオーバー終了通知に従って、第１の通知手段９５は、前記少なくとも１つのセルのそれぞれにおける少なくとも１つの中継局によって元々支配されていた移動局に、前記少なくとも１つの中継局にハンドオーバーして戻す旨をそれぞれ通知する。
【０１２３】
マルチホップ中継通信ネットワークにおいて、あるセルにおける中継局を中間中継局及び端部中継局に分類することができる。図５に示すように、基地局ＢＳｉをルートノードとするネットワークトポロジツリーにおいて、リーフノードが端部中継局であり、中間ノードが中間中継局である。一般に、リーフノードは、セルの端部、又は２つのセルの境界にある。好ましくは、前記複数のセルの中の少なくとも１つのセルのトラフィック関連の情報が予め定義された条件を満たす場合、第１の決定手段９４は、前記複数のセルの中の前記少なくとも１つのセルのそれぞれにおける少なくとも１つの端部中継局、又は少なくとも１つの端部中継局及び少なくとも１つの移動局を隣接セルにハンドオーバーすることを決定し、第１の通知手段９５は、前記少なくとも１つのセルのそれぞれにおける少なくとも１つの端部中継局、又は少なくとも１つの端部中継局及び少なくとも１つの移動局にハンドオーバー操作を実行する旨をそれぞれ通知するか、基地局の支配下にある少なくとも１つの端部中継局、又は少なくとも１つの端部中継局及び少なくとも１つの移動局にハンドオーバー操作を実行するよう指示する旨を前記少なくとも１つのセルのそれぞれにおける基地局に通知する。
【０１２４】
好ましくは、ネットワークトポロジの再構築方式は、分散最適化法、つまり、複数の局所再構築から成るネットワークトポロジの再構築を採用することができ、局所再構築は、そのトラフィック関連の情報が予め定められた条件を満たすセル及びその隣接セルから成るローカルネットワークにおけるネットワークトポロジの再構築を示す。
【０１２５】
予め定められた時間内にあるセルのトラフィックデータによって使用される時間−周波数リソースの量をそのセルのトラフィック関連の情報の例にとり、あるセルのトラフィックデータによって使用される時間−周波数リソース関連の量が第１の予め定義された閾値を超える場合、そのセルは負荷が重いセルとみなすことができ、あるセルのトラフィックデータによって使用される時間−周波数リソース関連の量が第１の予め定義された閾値を超えない場合、そのセルは負荷が軽いセルとみなすことができる。負荷が重いセルが１つの場合、負荷が重いセル及び負荷が軽いその隣接セルの中での局所再構築を実行して、それらの負荷のバランスをとるようにすることができる。負荷が重いセルが複数ある場合、ネットワークトポロジの再構築を実現するために、局所再構築が複数回実行される。
【０１２６】
好ましくは、計算手段９７、第２の決定手段９８、及び再構築制御手段９９によってそれぞれ第１の決定手段９４の機能を実現することができる。
【０１２７】
まず、予め定義された時間内にトラフィックデータによって使用される時間−周波数リソース関連の量が第１の予め定義された閾値を超える１つ以上のセルのそれぞれについて、計算手段９７は、前記予め定義された時間内にその１つ以上の隣接セルのトラフィックデータによって使用される時間−周波数リソース関連の量の合計を計算し、前記１つ以上の隣接セルのそれぞれは、前記予め定義された時間内にトラフィックデータによって使用される時間−周波数リソース関連の量が前記第１の予め定義された閾値を超えない。
【０１２８】
その後、予め定義された時間内にトラフィックデータによって使用される時間−周波数リソース関連の量が前記第１の予め定義された閾値以下であるその前記１つ以上の隣接セルのトラフィックデータによって使用される時間−周波数リソース関連の量の合計が最小のセルＣｉについて、第２の決定手段９８は、
【０１２９】
【数９】
0005599396.tif 000010
を最低限に抑えるために、前記セルＣｉにおける少なくとも１つの端部中継局、又は少なくとも１つの端部中継局及び少なくとも１つの移動局をその前記１つ以上の隣接セルにハンドオーバーすることを決定し、式中、Ｓは、予め定義された時間内にトラフィックデータによって使用される時間−周波数リソース関連の量が前記第１の予め定義された閾値以下であるセルＣｉ及びその少なくとも１つの隣接セルからなるセットであり、ＮＢＬｊは、セルＣｉにおける少なくとも１つの端部中継局、又は少なくとも１つの端部中継局及び少なくとも１つの移動局がセルＣｉから隣接セルにハンドオーバーされた場合、ネットワークトポロジ下で再計算されるセットＳ内のセルｊのトラフィックデータによって前記予め定義された時間内に使用される時間−周波数リソース関連の量であり、ＢＬｍは、セットＳ内の全てのセルのトラフィックデータによって前記予め定義された時間内に使用される時間−周波数リソース関連の量の平均値である。
【０１３０】
最後に、再構築制御手段９９は、前記複数のセルのそれぞれのトラフィックデータによって使用される時間−周波数リソース関連の量が第１の予め定義された閾値以下になるまで計算及び決定プロセスを上記のように繰り返し実行するように計算手段９７及び第２の決定手段９８を制御する。従って、現在のネットワークトポロジの構築が終了する。
【０１３１】
図１０は、本発明の一実施形態による、無線中継通信ネットワークの基地局において、管理デバイスがネットワークトポロジを再構築するのを補助するための第１の補助装置１００のブロック図を示す。第１の補助装置１００は、第２の取得手段１０１及び第２の通知手段１０２を備える。
【０１３２】
管理デバイスがネットワークトポロジを再構築するのを第１の補助装置１００が補助する手順について、以下で詳しく説明する。
【０１３３】
まず、第２の取得手段１０１は、前記基地局の支配下にあるセルのトラフィック関連の情報を取得する。
【０１３４】
次いで、第２の通知手段１０２は、前記管理デバイスに前記トラフィック関連の情報を通知する。
【０１３５】
好ましくは、前記セルのトラフィック関連の情報は、前記基地局におけるトラフィック関連の情報、及び前記基地局の支配下にある少なくとも１つの中継局におけるトラフィック関連の情報を備える。第２の取得手段１０１は、前記基地局の支配下にある前記少なくとも１つの中継局から前記少なくとも１つの中継局のトラフィック関連の情報をさらに取得する。
【０１３６】
好ましくは、セルのトラフィック関連の情報は、予め定義された時間内にセルのトラフィックデータによって使用される時間−周波数リソース関連の量を備える。前記基地局のトラフィック関連の情報は、前記基地局と、前記基地局の直接の支配下にある移動局又は中継局との間のトラフィックデータによって予め定義された時間内に使用される時間−周波数リソース関連の量を備え、ある中継局におけるトラフィック関連の情報は、前記中継局と、前記中継局の直接の支配下にある移動局又は中継局との間のトラフィックデータによって予め定義された時間内に使用される時間−周波数リソース関連の量を備える。
【０１３７】
最初のネットワークトポロジの再構築では、予め定義された時間は、ネットワークの起動と最初のネットワークトポロジの再構築の起動との間の時間間隔とすることができ、その後のネットワークトポロジの再構築では、予め定義された時間は、最後のネットワークトポロジの再構築の成功と現在のネットワークトポロジの再構築の起動との間の時間間隔とすることができ、又はネットワーク管理者によって自由に設定することができる。
【０１３８】
好ましくは、予め定義された時間内に各セルにおいてトラフィックデータによって使用される時間−周波数リソース関連の量は、全てのタイプのアップリンク及び／又はダウンリンクトラフィックデータによって使用される時間−周波数リソースの量の合計、或いは全てのタイプのアップリンク及び／又はダウンリンクトラフィックデータによって使用される時間−周波数リソースの量の合計の、そのセルにおける全ての時間−周波数リソースの量に対する比率、或いは全てのタイプのアップリンク及び／又はダウンリンクトラフィックデータによって使用される時間−周波数リソースの量の加重合計、或いは全てのタイプのアップリンク及び／又はダウンリンクトラフィックデータによって使用される時間−周波数リソースの量の加重合計の、そのセルにおける全ての時間−周波数リソースの量に対する比率を備える。この場合、全てのタイプのアップリンク及び／又はダウンリンクトラフィックデータによって使用される時間−周波数リソースの量の加重合計は、トラフィックタイプによる全てのタイプのアップリンク及び／又はダウンリンクトラフィックデータによって使用される時間−周波数リソースの量の加重合計を備える。
【０１３９】
本発明の好ましい実施形態について、上記で詳しく説明した。本明細書において、上記の実施形態は、単独で実施することができ、又は組み合わせで実施することもできることに留意されたい。
【０１４０】
図１１は、本発明の一実施形態による、無線中継通信ネットワークのハンドオーバー制御デバイスにおいて、管理デバイスがネットワークトポロジを再構築するのを補助するためのハンドオーバー制御装置１１０のブロック図を示す。ハンドオーバー制御装置１１０は、第２の受信手段１１１、及び第３の通知手段１１２を備える。
【０１４１】
管理デバイスがネットワークトポロジを再構築するのをハンドオーバー制御装置１１０が補助する手順について、以下で詳しく説明する。
【０１４２】
まず、第２の受信手段１１１は、前記ハンドオーバー制御デバイスの支配下にある少なくとも１つの中継局、又は少なくとも１つの中継局及び少なくとも１つの移動局にハンドオーバー操作を実行するよう指示する旨を前記ハンドオーバー制御デバイスに通知するためのハンドオーバー通知を前記管理デバイスから受信し、前記通知は、各中継局又は移動局がハンドオーバーされる隣接セルのハンドオーバー関連の情報を備える。
【０１４３】
次いで、第３の通知手段１１２は、第２の受信手段１１１によって受信されたハンドオーバー通知に従って、前記少なくとも１つの中継局、又は前記少なくとも１つの中継局及び少なくとも１つの移動局にハンドオーバー操作を実行する旨をそれぞれ通知する。
【０１４４】
好ましくは、前記少なくとも１つの中継局にハンドオーバーを実行する旨を通知する前に、第３の通知手段１１２は、前記少なくとも１つの中継局の支配下にある移動局にハンドオーバー処理を実行する旨をさらに通知する。
【０１４５】
その後、第２の受信手段１１１は、前記少なくとも１つの中継局からハンドオーバー終了通知を受信し、次いで第３の通知手段１１２は、前記ハンドオーバー終了通知に従って、前記少なくとも１つの中継局によって元々支配されていた移動局に、前記少なくとも１つの中継局の支配にハンドオーバーして戻す旨を通知する。
【０１４６】
好ましくは、ハンドオーバー関連の情報は、中継局又は移動局がハンドオーバーされるセルの識別子、前記セルの同期コード識別子、前記セルの同期コード、又は前記セルのキャリアの周波数情報を備える。
【０１４７】
ハンドオーバー制御デバイスは、場合によっては、無線ネットワークコントローラの基地局又は基地局コントローラ、又は中継局のハンドオーバー又は移動局のハンドオーバーを制御するための他の装置であることに留意されたい。
【０１４８】
図１２は、本発明の一実施形態による、無線中継通信ネットワークの中継局において、管理デバイスがネットワークトポロジを再構築するのを補助するための第２の補助装置１２０のブロック図を示す。第２の補助装置１２０は、第３の受信手段１２１、ハンドオーバー手段１２２、第３の取得手段１２３、第４の通知手段１２４、低減手段１２５、増加手段１２６、及び送信手段１２７を備える。本開示の手引きにより、第３の受信手段１２１及びハンドオーバー手段１２２は必須であり、他の手段はオプションであることを、当業者であれば理解されよう。
【０１４９】
管理デバイスがネットワークトポロジを再構築するのを第２の補助装置１２０が補助する手順について、以下で詳しく説明する。
【０１５０】
まず、第３の受信手段１２１は、管理デバイス又は前記中継局が属するハンドオーバー制御デバイスからハンドオーバー通知を受信し、前記ハンドオーバー通知は、前記中継局がハンドオーバーされる隣接セルのハンドオーバー関連の情報を備える。ハンドオーバー関連の情報は、中継局がハンドオーバーされるセルの識別子、前記セルの同期コード識別子、前記セルの非同期コード、又は前記セルのキャリアの周波数情報を備える。
【０１５１】
次いで、ハンドオーバー手段１２２は、前記ハンドオーバー通知に従って、ハンドオーバー操作を実行する。
【０１５２】
好適には、ハンドオーバー手段１２２がハンドオーバー操作を実行する前に、低減手段１２５は、前記中継局の支配下にある移動局が他の基地局又は中継局の支配にハンドオーバーされるように、前記中継局の送信電力を第２の予め定義された閾値未満に低減する。
【０１５３】
好適には、増加手段１２６は、前記ハンドオーバー手段１２２がハンドオーバーを終了した後、前記中継局の送信電力を第３の予め定義された閾値を上回るように増加させる。
【０１５４】
好ましくは、送信手段１２７は、前記ハンドオーバー手段がハンドオーバーを終了した後、前記管理デバイス又は前記中継局が属する基地局にハンドオーバー終了通知を送信する。
【０１５５】
好ましくは、第３の取得手段１２３は前記中継局のトラフィック関連の情報を取得し、次いで、第４の通知手段１２４は前記中継局が属する基地局又は前記管理デバイスに前記中継局における前記トラフィック関連の情報を通知する。好ましくは、前記中継局における前記トラフィック関連の情報は、前記中継局と、前記中継局の直接の支配下にある移動局又は中継局との間のトラフィックデータによって予め定義された時間内に使用される時間−周波数リソース関連の量を備える。最初のネットワークトポロジの再構成では、予め定義された時間は、ネットワークの起動と最初のネットワークトポロジの再構築の起動との間の時間間隔とすることができ、その後のネットワークトポロジの再構築では、予め定義された時間は、最後のネットワークトポロジの再構築の成功と現在のネットワークトポロジの再構築の起動との間の時間間隔とすることができ、又はネットワーク管理者によって自由に設定することができる。
【０１５６】
好ましくは、前記時間−周波数リソース関連の量は、全てのタイプのアップリンク及び／又はダウンリンクトラフィックデータによって使用される時間−周波数リソースの量の合計、或いは全てのタイプのアップリンク及び／又はダウンリンクトラフィックデータによって使用される時間−周波数リソースの量の合計の、そのセルにおける全ての時間−周波数リソースの量に対する比率、或いは全てのタイプのアップリンク及び／又はダウンリンクトラフィックデータによって使用される時間−周波数リソースの量の加重合計、或いは全てのタイプのアップリンク及び／又はダウンリンクトラフィックデータによって使用される時間−周波数リソースの量の加重合計の、そのセルにおける全ての時間−周波数リソースの量に対する比率を備える。好ましくは、全てのタイプのアップリンク及び／又はダウンリンクトラフィックデータによって使用される時間−周波数リソースの量の加重合計は、トラフィックタイプに従って全てのタイプのアップリンク及び／又はダウンリンクトラフィックデータによって使用される時間−周波数リソースの量の加重合計を備える。
【０１５７】
本発明の実施形態について上記で説明してきた。本発明が上記の特定の機器に限定されないこと、及び添付の特許請求の範囲によって定義される範囲から逸脱することなく、当業者によって様々な変更又は変形を加えることができることを当業者は理解できよう。本発明の技術的な解決策はソフトウェア又はハードウェアによって実現することができる。
【図１】
0005599396.tif 000012
【図２】
0005599396.tif 000013
【図３】
0005599396.tif 000014
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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